Τεχνητή νοημοσύνη: Επίθεμα επιτρέπει την παραγωγή ομιλίας χωρίς τη χρήση φωνητικών χορδών

Ένα μαλακό επίθεμα που μπορεί να μετατρέπει τις κινήσεις των μυών του λαιμού σε ομιλία, χωρίς να χρειάζεται η χρήση των φωνητικών χορδών, παρουσίασε ερευνητική ομάδα με σχετική δημοσίευσή της στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Communications». Το συγκεκριμένο επίθεμα, θα μπορούσε να προσφέρει ένα μη επεμβατικό εργαλείο επικοινωνίας σε άτομα που δεν μπορούν να μιλήσουν, λόγω προβλημάτων στις φωνητικές χορδές.

Σύμφωνα με τη δημοσίευση, το επίθεμα λειτουργεί με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, και ειδικότερα με τεχνολογία μηχανικής μάθησης. Όχι μόνο μπορεί να ανιχνεύει τις κινήσεις του λαιμού που σχετίζονται με την ομιλία, αλλά και να αξιοποιεί την κίνηση αυτή για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια, κάτι που επιτρέπει στη «συσκευή» να τροφοδοτείται μόνη της. Το πρωτοποριακό επίθεμα θα μπορούσε, θεωρητικά, να βοηθήσει ανθρώπους με διαταραχές στη φωνή που προκαλούνται από κατεστραμμένες ή παράλυτες φωνητικές χορδές να επικοινωνούν, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που αναρρώνουν από χειρουργική επέμβαση για καρκίνο του λαιμού.

UPDATE

NASA: Η Νόρα Αλ Ματρούσι είναι η πρώτη γυναίκα αραβικής καταγωγής που θα πάει στη Σελήνη

Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Τζουν Τσεν, επίκουρος καθηγητής βιομηχανολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες, δήλωσε στο «Live Science» ότι η ιδέα για το επίθεμα προέκυψε αφού είχε περάσει αρκετές ώρες σε διαλέξεις και ένιωσε τη φωνή του να κουράζεται. Έτσι, άρχισε να σκέφτεται τρόπους για να λύσει το πρόβλημα και να καταστήσει δυνατό για ένα άτομο να μιλήσει, χωρίς να χρησιμοποιεί τις φωνητικές του χορδές.

Credits Jun Chen Lab/UCLA

Πώς κατασκευάστηκε το επίθεμα

Ο σχεδιασμός του επιθέματος βασίζεται σε έρευνα που δημοσιεύθηκε το 2021 στο περιοδικό «Nature Materials», καθώς και σε προηγούμενες έρευνες υλικών, δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας.

Στη μελέτη, αναφέρεται ότι το επίθεμα, το οποίο προσκολλάται στον λαιμό και αλλάζει σχήμα, αποτελείται από πέντε πολύ λεπτά στρώματα. Τα εξωτερικά στρώματα του επιθέματος είναι κατασκευασμένα από ένα μαλακό, εύκαμπτο υλικό πυριτίου, ενώ το μεσαίο στρώμα, κατασκευασμένο από πυρίτιο και μικρομαγνήτες, παράγει ένα μαγνητικό πεδίο που μεταβάλλεται ανάλογα με την κίνηση των μυών του λαιμού. Τα δύο στρώματα που το περιβάλλουν, κατασκευασμένα από σπείρες χάλκινου σύρματος, μεταφράζουν αυτές τις μεταβολές του μαγνητικού πεδίου σε ηλεκτρικά σήματα.

Στη συνέχεια, αυτά τα ηλεκτρικά σήματα τροφοδοτούνται σε έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης που μεταφράζει τους παλμούς σε ομιλία. Για την εκπαίδευση του αλγορίθμου, κάθε συμμετέχων στη μελέτη επανέλαβε πέντε σύντομες φράσεις 100 φορές την καθεμία, ενώ το πρόγραμμα παρακολουθούσε τις κινήσεις του λαιμού τους. Αυτό, δίδαξε στο σύστημα να συνδέει συγκεκριμένες κινήσεις με μια συγκεκριμένη φράση. Σε δομικές στις οποίες, μεταξύ άλλων, συμμετείχαν και άτομα χωρίς προβλήματα ομιλίας, ο αλγόριθμος ήταν περίπου 95% ακριβής στη μετατροπή των ηλεκτρικών παλμών του επιθέματος σε ομιλία.